随着现代科学技术的飞速发展,新型战略武器在高技术战争中的地位和作用日益凸显。相比于传统的武器系统,以战略反导、高速飞行器、空间机动平台和全球性快速打击为代表的新型战略/战术制导武器要实现更高、更远、更快、更廉价的打击,就需要对飞行器/武器导航、制导系统的性价比有更高的要求,从而促进了对组合导航方法的深入研究。在各种组合导航系统中,GNSS/INS组合导航模式是应用最广泛的一种组合导航系统。因为INS具有自主性强、短期定位精度高,能够为飞行器连续提供三维位置、速度和姿态等导航信息,但INS的导航误差会随时间累积。GNSS虽然定位精度很高,使用方便,但其信号微弱,容易受到人工干扰、太空电离层、载体周围电磁环境和信号完整性的影响,因而不能实现完全自主（也不能提供姿态信息）。因此,将INS和GNSS这两种系统相结合,起到一定的互补作用,从而使得INS和GNSS组合导航系统的精度和可靠性等指标有大幅提升。深组合技术是当前组合导航领域的研究热点,也是组合导航技术的发展趋势。随着我国北斗卫星导航系统正式进入全面建设阶段,对BDS/MEMS IMU深度组合导航技术研究,可以推动我国微型组合导航系统的发展,不仅能够降低制导武器装备的成本,还能实现知识产权自主,具有极高的性价比。本文研究BDS/MEMS IMU深组合导航关键技术与高性能算法,主要研究成果如下:（1）研究了组合导航的现状及发展趋势,分析了组合导航的几种不同模式及其优缺点,包括松组合导航、紧组合导航和深组合导航模式。研究了INS导航系统数据处理技术、BDS导航系统数据处理技术和组合导航系统误差源及其补偿方法。（2）建立了BDS/MEMS IMU深组合导航系统原理、系统结构和数学模型;给出了BDS/MEMS IMU深组合导航系统软件设计方法和深组合导航软件流程,建立了BDS接收机矢跟踪环路结构;最后,完成了BDS/MEMS IMU深组合导航系统仿真,验证了所设计的系统原理、系统结构和数学模型的正确性和有效性。（3）提出一种随机加权Sage自适应滤波方法,根据残差向、新息向和状态修正数对Sage滤波精度的不同影响程度,利用随机加权法对新息向、残差向和状态修正数进行估计,得到观测噪声的协方差阵和系统状态噪声的协方差阵;采用随机加权方法对观测噪声的协方差矩阵和系统状态噪声的协方差矩阵进行估计,从而提升动态滤波的精确度;最后,对所提出的算法进行了仿真验证。（4）提出一种噪声有限记忆在线随机加权自适应滤波算法。将移动开窗技术和随机加权估计相结合,利用移动开窗方法求得系统测噪声和系统状态噪声的统计特性,利用随机加权方法分别对系统测噪声和状态噪声的统计特性进行在线随机加权估计,并根据误差大小,对随机加权自适应因子对其进行调节,控制系统测噪声和状态噪声对滤波解算精度的影响。最后,对所提出的算法进行了仿真实验。（5）设计了BDS/MEMS IMU深组合导航原理样机的结构,建立了系统软件结构和系统工作流程,给出了实验验证和样机演示的具体内容,对论文所涉及的数据、理论成果、模型、算法和计算软件进行验证和实现。本文所取得的研究成果,对于以战略反导、高速飞行器、空间机动平台和全球性快速打击为代表的新型战略/战术制导武器要实现更高、更远、更快、更廉价的打击,实现航空航天飞行器、武器系统低成本的导航、制导与控制都有较大贡献,该研究成果过进一步推广,也可应用于航海舰船、巡逻艇、地面交通工具等领域内的导航和定位。